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【範例】:下列哪一組數滿足不等式 c < a -b: (1) a =0,b=-1, c =1 (2) a =1.3,b=1, c =0.1 解 : (1

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Academic year: 2022

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(1)

不等號的意義:

【範例】: 求一元一次方程式,2 x  + 3 = 4 x  -5 的解?

解 : 2 x +3 = 4 x -5 2 x -4 x  = -5-3

-2 x  = -8 2 x  = 8 

x  = 4

在此 2 x +3=4 x -5 我們稱為一元一次方程式,若我們將等號換為不等號。

2 x  + 3 > 4 x  -5 2 x  + 3

³

4 x  -5 2 x  + 3 < 4 x  -5 2 x  + 3

£

4 x  -5

則形如上列的式子,我們稱為一元一次不等式。

【範例】: 下面的形式都稱為一元一次不等式:

(1) 3 x -2>4 、 (2) 3 x -1

³

5 x -3 、 (3) -2 x +5<3 x +4

£

8 x +3 (4) | 2 x -1 |<5 、 (5) |-4 x +1|

³

5

【範例】: 身體質量指數= 

)  (m  (kg)  身高的平方

體重 。依照衛生署的資料指出,13 歲的學生

的身體質量指數如果大於 24.8(男生)或 24.6(女生),就視為過重。

試用符號和不等號來表示這個條件。

解 :

如果體重用 w 公斤表示,身高以h公尺表示,則上面建議的過重標準,

可以表示為: 

>24.8(男生)或 

>24.6(女生)。

【範例】:下列哪一組數滿足不等式  c < a -b

(1)  a =0,b=-1, c =1 (2)  a =1.3,b=1, c =0.1 解 :

(1) ∵  a -b=0-(-1)=1, c =1,∴  c = a -b=1 (不符合)

(2) ∵  a -b=1.3-1=0.2, c =0.1,∴  c =0.1< a -b=0.2 (符合) 答:第二組滿足不等式  c < a -b

(2)

E70201 ³ 120 和 a £ 80 的意義:

在前面的例子,因為語意明確,所以比較不會引起混淆。下面我們來看兩個敘述的 意義,在生活上常常會引起混淆。

【範例】:身高在 120 公分以上要買全票。

說明 :120 公分以上到底包不包含 120 公分?

實際上此題是不包含 120 公分的,而在往後的題目中,除了題目說明是大於等 於 120 以上公分才有等號,否則只有單單一個以上是都不包含等號的。

如果用b代表身高,則「身高在 120 公分以上要買全票。」可簡記為:

b>120」,其中「>」要讀作「大於」,也可讀作「不小於或等於」。

【範例】:如果小誠這次段考的數學成績在 80 分以下,就要禁止打電玩一個月。

說明 :數學成績在 80 分以下,如果剛好考 80 分,還能打電玩嗎?

「如果小誠這次段考的數學成績少於 80 分,就要禁止打電玩一個月。」

如果用 a 代表這次段考的數學分數,那「如果小誠這次段考的數學成績 少於 80 分,就要禁止打電玩一個月。」可簡記為:「 a <80」,其中「<」

要讀作「小於」,也可以讀作「不大於或等於」。

【範例】:到郵局寄長方體的包裹時,郵局規定:「長方體的最長邊不得超過 150 公分,

另外兩邊和的兩倍加上最長邊不能超過 300 公分。」請利用不等號來表示這 個規定。

解 :設最長邊的長度為 a 公分,兩邊的長度分別為b公分、 c 公分。

則「最長邊不得超過 150 公分」可表示成: a £ 150。

「兩邊和的兩倍加上最長邊不能超過 300 公分」可表示成:2(b+ c )+ a £ 300。

所以,如果長方體的三邊長為 a 、b、 c ,而且 a 為最長邊,

則此規定可表示成: a £ 150 而且 a +2b+2 c £ 300。

【範例】:如果有一個長方體盒子的三邊長為: a 、b、 c (公分),且 a 為最長邊,並規 定 a ³ 100(公分)而且 a +b+ c £ 200(公分)。請問下列哪一個符合此規定?

(1) 50 公分、50 公分、100 公分 (2) 80 公分、80 公分、100 公分 解 :(1) 最長邊是 100 ³ 100(公分)而且 50+50+100=200 £ 200(公分)

所以此正方體符合規定。

(2) 最長邊是 100 ³ 100(公分)但是 80+80+100=260>200(公分) 此正方體不符合規定。

(3)

36<t<37 的意義:

在許多公共場合未發現到許多與不等號相關的規定。例如:坐公車 100 公分 以下可以半價。去電影院看電影,身高如果在 100 公分和 130 公分之間,可 以買半票。量體溫時,溫度在 36℃和 37℃之間,就算是正常體溫。

而這些例子中有些有用到「之間」這個敘述,都會牽涉到兩個不等式。

【範例】:「體溫在 36℃和 37℃之間(不包含 36℃和 37℃),算是正常體溫。」試著 將這句話用不等號來表示。

解 : 假設用 t 表示體溫,則可將上面的條件改寫成: t <37 且  t >36 又為了方便可將兩個不等式合併:

∵  t >36 可寫成 36< t ,而且 t <37 ∴ 36< t <37 或者是:

∵  t <37 可寫成 37> t ,而且 t >36 ∴ 37> t >36

所以「體溫在 36℃和 37℃之間(不包含 36℃和 37℃)」這個敘述,

可表示成:36< t <37 或 37> t >36

【範例】: 試著用符號和不等號來表示下列的敘述:

(1) 陳老師從台北開車回來台中的時速都在 90 公里到 100 公里之間(包含 90 公里和 100 公里)。

(2) 小誠家的面積小於 60 坪。

(3)  x 是小於 10 的正數。

解 : (1) 設車速每小時 x 公里,依題意: x ³ 90 且 x £ 100

∴ 可表示成 90 £  x £ 100。

(2) 設小誠家的面積為 x 坪,依題意: x <60,且面積一定為正數,∴ x >0 則此題可表示成: 0< x <60。

(3) 依題意: x <10,又 ∵  x 是正數,∴ x >0 則此題可表示成: 0< x <10。

【範例】: 試著用合併的不等式來表示下列各式:

(1) 參加畢業旅行的人數不到 50 人,可是按照規定:每團人數一定要滿 10 人才能組成一團。

(2) 琦琦的身體質量指數不少於 17.5 但是少於 22.5。

解 : (1) 設有 x 人,依題意: x <50 且 x ³ 10 ∴ 可表示成:10 £  x <50 (2) 設琦琦的身體質量指數為 x ,依題意: x ³ 17.5 且 x <22.5

∴可表示成:17.5 £  x <22.5

(4)

E70201

【例題 1】 【例題 2】

用不等式表示下列的敘述:

(1)  x 是小於 8 的正數。

(2)  b是大於-3 的負數。

(3) 3 x 小於或等於 120。

解:

(1) 0< x <8 (2) -3<b<0。

(3) 3 x £ 120。

用不等式表示下列的敘述:

(1)  x 、y兩數的乘積比-20 小。

(2)  b-5 不小於 5。

(3) 若以 w 表示體重,用不等式表示

「體重不低於 58 公斤且未滿 65 公斤」

解:

(1)  x y<-20 (2)  b-5 ³ 5。

(3) 58 £ w <65。

【例題 3】 【例題 4】

下列那一組數滿足不等式:2 a ³ b+1 (1)  a =0,b=-1

(2)  a =-2,b=-2 解:

(1) 2.0=0 = -1+1=0

(2) 2.(-2)=-4 < -2+1=-1 答:第(1)組。

下列那一組數滿足不等式: a +2 £ 2b  (1)  a =-1,b=0

(2)  a =-3,b=1 解:

(1) -1+2=1 > 2.0=0 (2) -3+2=-1 < 2.1=2 答:第(2)組。

【例題 5】 【例題 6】

如果有兩個不等式  x >-3 以及 x <7 同 時成立,請將兩式合併為一個不等式。

解:

-3< x 且 x <7 所以-3< x <7

如果有兩個不等式 2 x £ 8 以及 3 x ³ -15 同 時成立,請將兩式合併為一個不等式。

解:

2 x £ 8 Þ  x £ 4

3 x ³ -15 Þ  x ³ -5 Þ -5 £  x 

-5 £  x 且 x £ 4 所以-5 £  x £ 4

(5)

正負數、減法和大小比較:

不管是運用數的運算規律,還是利用數線的表示法,我們都學過「正數加正數還 是正數,負數加負數還是負數」的規律。乘除法也有「正正得正,負負得正」、

「正負得負,負正得負」的規律。下面我們來做個範例。

【範例】: 在下列□中,填入「>」或「<」:

(1) 如果 a >0,b>0,則  a +b□ 0, a .b□ 0。

(2) 如果 a <0,b<0,則  a +b□ 0, a .b□ 0。

解 :(1) ∵  a 、b都是正數。 ∴  a +b、 a .b都會是正數。

則: a +b> 0, a .b> 0。

(2) ∵  a 、b都是負數。 ∴  a +b還是負數。

但是 ∵ 「負負得正」 ∴  a .b是正數。

則: a +b< 0, a .b> 0。

但是在減法時,因為是兩個數相減的結果,所以有可能是正數、可能是負數、也 可能是 0。因此,要判斷兩數相減結果的不等號為何?就要利用「大減小為正,小減 大為負」這個規律了。

利用不等式記法,將規律改寫如下:

「大減小為正」:如果 a >b,則 a -b>0。

「小減大為負」:如果 a <b,則 a -b<0。

【範例】: 在下列□中,填入「>」或「<」: (1)  2 

1 -  9 

1  □ 0 (2)  15 

4 -  9 

4  □ 0 解 : (1) ∵ 

2  1 > 

1  ∴ 

2  1 - 

1  > 0。

(2) ∵  15 

4 <  9 

4  ∴ 

15  4 - 

4  < 0。

【範例】: 請問下列哪一個式子表示「正數的相反數是負數」這個規律。

(1)若 a >0,則- a >0 (2)若 a >0,則- a <0 (3)若 a <0,則- a >0 解 :∵  a 是正數,∴ a >0。

∵ a 的相反數為- a 而且為負數,∴- a <0。

則「正數的相反數是負數」可用,若 a >0,則- a <0 來表示。

我們在下面會舉一些範例,來說明用減法來比較數的大小,有的時候會比直接計算 出結果更容易。

(6)

E70201

【範例】: 比較下列各組的大小:(1) (9.99) 和 9.99 (2) (0.99) 和 0.99 解 :(1) (9.99) -9.99=9.99 × 9.99-9.99

=9.99 × (9.99-1)

=9.99 × 8.99>0

∵ 「大減小為正」 ∴(9.99) >9.99 (2) (0.99) -0.99=0.99 × 0.99-0.99

=0.99 × (0.99-1)

=0.99 × (-0.01)<0

∵ 「小減大為負」 ∴(0.99) <0.99 備註:當 a >1 時,若 n>m>0,則 a  >  a  。

當 0< a <1 時,若 n>m>0,則 a  <  a  。

【範例】: 比較下列各組的大小:(1) (9.99) 和(9.99)  (2) (0.99) 和(0.99)  解 :(1) ∵ 9.99>1,∴ (9.99) >(9.99) 

(2) ∵ 0<0.99<1, ∴ (0.99) <(0.99) 

三一律:

如果 a 和b表示任意兩數,我們知道 a 和b的大小關係,恰好是下列三者中的一個: 

a >b、 a =b、 a <b

這三種情況有一種會成立,而且只有一種會成立。在數學上,我們稱之為三一律。

遞移律:

已知小誠比小愛高,而小愛又比小琪還高,所以我們知道小誠會比小琪還高。

再舉一個分數的例子,帶分數  199 

1 89 比 1 還大,1 比真分數  89 

79 還大,所以  199  1 89 

比 89 

79 還大。像這樣間接利用第三個數來比較大小時,就有用到遞移律。

如果有三個任意數 a 、b、 c ,則遞移律可表示成:

若 a >bb> c ,則 a > c 。 若 a <bb< c ,則 a < c 。 若 a ³ bb ³ c ,則 a ³ c 。 若 a

£

bb

£

c ,則 a

£

c 。

【範例】: 如果 a +1=bb+1= c ,試比較 a 、b、 c 三個數的大小。

解 :∵  a +1=b  , ∴  a <b

∵  b+1= c  , ∴  b< c 。 則由遞移律可以得知: a <b< c 。

(7)

【範例】: 如果 a =b-1, a = c +1,試比較 a 、b、 c 三個數的大小。

解 :∵  a =b-1 , ∴  a <b

∵  a = c +1 , ∴  c < a 。 則由遞移律可以得知: c < a <b

不等號在數線上的表法:

1.「 x  =  y:等號用來表示兩個量 x 與y是相等。

【範例】: 2+5 =7

【範例】: 3 x  =12

2.「 x  >  y:大於符號用來表示 x 是大於y

【範例】: 2+8 >7

【範例】:  x  > 2 表示數線上所有大於 2 的點。

3.「 x ³  y:大於等於符號用來表示 x 是大於或等於y

【範例】: 2+8 ³ 7

【範例】: 2+8 ³ 10

【範例】:  x ³ 2 表示數線上所有大於等於 2 的點。

4.「 x  <  y:小於符號用來表示 x 是小於y

【範例】: 2+8 < 27

【範例】:  x  < -4 表示數線上所有小於-4 的點。

5. 「 x £  y:小於等於符號用來表示 x 是小於或等於y

【範例】: 2+8 £ 17

【範例】: 2+8 £ 10

【範例】:  x £ -4 表示數線上所有小於或等於-4 的點。 

0  2 

0  2 

­4 

­4

(8)

E70201

0  22 

不等式的移項規則:

1. 不等號中一個數或未知數,從不等式一邊移到另一邊時,則要變號,但不等號不變。

【範例】: 化簡不等式: x -2>4,並在數線上標示其範圍。

解 : 

x -2>4 Û  x >4+2 Û  x >6

【範例】: 化簡不等式:5 x -2 £ 2 x +4,並在數線上標示其範圍。

解 :

5 x -2 x £ 4+2 Û  3 x £ 6 Û  x £ 2

【範例】: 化簡不等式:5( x -4) < 2( x + 4),並在數線上標示其範圍。

解 :

5 x -20 < 2 x +8 Û 5 x -2 x  < 8+20 Û 3 x  < 28

Û  x  <  3  28 

2. 不等號兩邊同乘正數時不等號不變。

【範例】: 化簡不等式: 

( x +2)< 6,並在數線上標示其範圍。

解 :  4 

( x +2) < 6 Û 1 x + 

1  < 6

Û  4 

1 x  < 6- 

2  1

Û 4 ×  4 

1 x  < 4 ×  2  11

Û  x  < 22  0  2 

0  28 

0  6

(9)

【範例】: 化簡不等式:2( x -2) > 6,並在數線上標示其範圍。

解 : 2( x -2)  > 6 Û  2 x

4 > 6 Û  2 x > 10 Û  2 

×  2 x >  2  1 × 10 Û  x  > 5

3. 不等號兩邊同乘負數時大於變為小於。

【範例】: 化簡不等式:- x +2 > 7,並在數線上標示其範圍。

解 : - x +2 > 7 Û - x  >  5

Û  x  < -5  (同乘負數, 「>」變「<」)

【範例】: 化簡不等式:- 

( x +2) > 6,並在數線上標示其範圍。

解 : -  4 

( x +2) > 6

Û ( x +2) < 6 × (-4) ( 兩邊同乘-4,「>」變「<」) Û  x  + 2 < -24

Û  x  < -24-2 Û  x  < -26

4. 不等號兩邊同乘負數時小於變為大於。

【範例】: 化簡不等式  4 

( x +2)  < 6 (2 x -4)。

解 :  4 

( x +2)  < 12 x -24 (兩邊同乘 4) Û  x +2 < 4(12 x -24)

Û  x +2 < 42 x -96 Û  x -42 x <-98

Û -41 x <-98 (兩邊同乘 -1,「<」變「>」) Û 41 x >98

Û  x  >  41  98 

0  5 

­5 

­26  0 

0  98

41

(10)

E70201

5. 不等號兩邊同乘負數時大於等於變為小於等於。

【範例】: 化簡不等式:-3 x -7 ³ 13-2 x ,並在數線上標示其範圍。

解 : -3 x -7 ³ 13-2 x Û -3 x +2 x ³ 13+7

Û - x ³ 20 (兩邊同乘 -1,「 ³ 」變「 £ 」) Û  x £ -20

6. 不等號兩邊同乘負數時小於等於變為大於等於。

【範例】: 化簡不等式:-5 ( x +2) £  2 x + 6,並在數線上標示其範圍。

解 : -5 ( x +2) £  2 x + 6 Û -5 x -10 £  2 x + 6 Û -5 x -2 x £ 6 + 10 Û -7 x £  16  ( 兩邊同乘 - 

7  1  )

Û  x ³ -  7  16 

結論:當 a>b 時,

推論 1:對任意數 c,我們恆有 a+c>b+c,a-c>b-c;

推論 2:對任意正數 c>0,我們恆有 ac>bc, 

a > 

推論 3:對任意負數 c<0,我們恆有 ac<bc, 

a < 

。 此外,對於不等號「<」、「

³

」和「

£

」,上述的推論也都成立。 

­20  0 

16  0  7

(11)

【例題 1】 【例題 2】

下面的形式哪些稱為一元一次不等 式,請在括號內打勾: 

( Ö )  -2> x -2  ( Ö )  3( x +5)

³

5 x -3  ( Ö )  x + 5<3 

+4

£ 

+ 3  ( Ö )  |  2 x -1 |<|-4 x +1| 

( Ö )      3 x -4

³

5 x +1

下面的形式哪些稱為一元一次不等 式,請在括號內打勾: 

( Ö )  - 

x +1> x -2 

( Ö )  x -  x

³

-9 

( Ö )    3 x +7<3 x +4

£ 

+ 3  ( Ö )  |  2 x -1 |<|-4 x +1| 

( Ö )  | 

-1 |

³

+9

【例題 3】 【例題 4】

請在數線上標出下列不等式的範圍:

(1)  x >-1 ; (2) 0< x <2 解:

(1)

(2)

請在數線上標出下列不等式的範圍:

(1)  x

³

2; (2) -1

£ 

x <3 解:

(1)

(2)

【例題 5】 【例題 6】

請在數線上標出下列不等式的範圍:

(1) -4

£ 

x

£

-2;(2) -2

£ 

x

£

4 解:

(1) (2)

請在數線上標出下列不等式的範圍:

(1)  x>2;x<-1;(2)  x

³

2;x

£

-1 解:

(1) (2)

【例題 7】 【例題 8】

化簡下列各一元一次不等式:

(1)  x +5>-2  (2)  x -6<2 

答:(1)  x >-7。 (2)  x <8。

化簡下列各一元一次不等式:

(1) -15> x -9 (2) -6< x +2

答:(1)  x <-6。 (2)  x >-8。 

­2  ­1  0  1 

­2  ­1  0  1  2 

0  1  3 

­1  0  1  2  3 

­4  ­2 

­2 

­2  ­1 

­2  ­1  2

(12)

E70201

【例題 9】 【例題 10】

化簡下列各一元一次不等式:

(1) 3 x +5>-2  (2) 2 x -10<22  解:(1) 3 x +5>-2 

3 x >-7 

∴  x >- 

3  7  (2) 2 x -10<22 

2 x <32 

∴  x <16 

化簡下列各一元一次不等式:

(1) 2 x +5

£

-21  (2) 5 x -10

³ 

x +6 解: (1) 2 x +5

£

-21 

2 x

£

-26 

∴  x

£

-13  (2) 5 x -10

³ 

x +6

4 x

³

16

∴  x

³

4

【例題 11】 【例題 12】

化簡下列各一元一次不等式:

(1)  3 

( 3 x +9)  < 6 ( 

2 x -1)

(2) -  4 

( 12 x +28) £ 6 x +2 解:(1) 

( 3 x +9)  < 6 ( 

2 x -1) 2 x +6<4 x -6

2 x >12

∴  x >6 (2) - 

( 12 x +28) £ 6 x +2

-3 x -7≦6 x +2 9x≧-9

∴  x≧-1

化簡下列各一元一次不等式:

(1) -  2( 3 x +1) £  5 x + 9 (2) - 

( 6 x +1)  >2  3  2 

解:(1) -  2( 3 x +1) £  5 x + 9

- 6 x -2 £  5 x + 9 11 x ≧-11

∴  x ≧-1 (2) - 

( 6 x +1)  >2  3  2 

-2( 6 x +1)>8  6 x +1<-4  6 x <-5

∴  x <- 

6  5 

【例題 13】 【例題 14】

化簡下列各一元一次不等式: 

5 x +2< 2( x -1) £  x +5 解:

(1)  5 x +2<2( x -1) 3 x <-4

∴  x <- 

3  4 

(2) 2( x -1) £  x +5

∴  x £ 7 

由(1)(2)得到  x <- 

3  4 

化簡下列各一元一次不等式: 

3 x

9<6( x +2)<3 x -1 解:

(1)  3 x

9<6( x +2)  3 x >-21

∴  x >-7

(2) 6( x +2)<3 x -1 3 x <-13

∴  x <- 

3  13 

由(1)(2)得到 -7< x <- 

3  13

參考文獻

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